Calor subterrâneo: Satélites Landsat controlam a atividade geotérmica de Yellowstone

O desenvolvimento esperado de empresas de energia imediatamente a seguir às fronteiras de Yellowstone tem esbarrado nalgum medo de que a energia da Old Faithful possa esgotar-se.
"Se o desenvolvimento geotérmico fora do parque começar, precisamos de saber se isso vai fazer com que a Old Faithful, de repente, perca a sua capacidade eruptiva", diz Rick Lawrence da Montana State University.
O desenvolvimento da energia geotérmica está aqui para ficar, diz a geóloga do Parque Yellowstone, Cheryl Jaworowski, mas tem também levantado algumas questões para o Serviço Nacional de Parques, que está encarregado pelo Congresso de monitorizar e proteger a paisagem única de Yellowstone.
O parque financiou um estudo realizado por Lawrence e o seu co-autor Shannon Savage para aplicar uma nova abordagem para o problema de rastreio da atividade geotérmica. O trabalho foi apresentado na conferência da União Geofísica Americana em San Francisco. Lawrence e Savage usaram tanto a luz visível como os dados sensíveis ao calor dos canais Landsat para obter uma visão ampla da atividade geotérmica do parque.
Este projeto é parte de um novo plano de monitorização do parque implantado em 2005. O plano utiliza sensores remotos e de reconhecimento para observar as mudanças na capacidade geotérmica de Yellowstone, de uma forma sistemática e científica. No passado, estudos científicos sobre o solo concentraram-se essencialmente nas suas características individuais, e a única estimativa ampla do calor de Yellowstone foi derivada de um produto químico de sistemas geotérmicos que aparece no rio. Mas com a tecnologia disponível atualmente, diz Jaworowski, o parque pretende expandir suas opções de monitorização.
Para entender o sistema de energia geotérmica de Yellowstone, "precisamos de começar a olhar para a floresta ao invés de olharmos para árvores individuais", diz Jawrorski. E uma maneira de ver a "floresta" geotérmica de Yellowstone é obtendo uma visão do espaço.
Em torno da Terra de uma altura de 438 milhas, os satélites Landsat foram reunindo ao longo de décadas uma enorme quantidade de dados sobre a superfície da terra. Uma única imagem pode captar a totalidade do Yellowstone National Park, e os dados que recolhe são muito mais do que uma imagem bonita. Além de medir a luz visível no espectro eletromagnético - que podemos ver - os satélites Landsat também têm um instrumento que detecta ondas na faixa térmica - energia térmica.
A Terra irradia calor o tempo todo porque é aquecida pelo sol. Como uma esponja, o solo absorve a energia solar, e como quando se aperta o excesso de água, a Terra re-emite alguma dessa energia num comprimento de onda maior, de volta para o espaço. Mas, em Yellowstone, a energia total captado pelo satélite inclui também a energia produzida pela própria Terra, a energia geotérmica.
"É muito difícil analisar especificamente a energia geotérmica", diz Lawrence. A quantidade de energia solar reemitida depende da temperatura do ar, cobertura vegetal e humidade do solo entre outras variáveis, e a energia geotérmica é apenas uma pequena fração do total. Para estimar as mudanças no sistema geotérmico, Lawrence e Savage olharam para trás no tempo e selecionaram uma imagem por ano, de 1986 a 2007 (com algumas lacunas devido a dias nublados). Porque os efeitos solares variam de ano para ano e com as condições de tempo, eles subtraíram o calor médio emitido a partir da superfície de Yellowstone em cada ano. As mudanças observadas a cada ano seriam, então, atribuídas principalmente a mudanças geotérmicas. Os cientistas então compararam essas imagens com conhecidos eventos geotérmicos durante esse período de tempo.
Os Terraços Minerva na Bacia de Mammoth foram um desses eventos geotérmicos. Em 1998, a água rica em minerais, quase a ferver, borbulhou sobre os degraus de Minerva, depositando calcite em cada terraço. Organismos que vivem em habitats quentes coloriram a superfície branca com tons rosa, amarelo e verde. Um ano depois, os terraços pareciam uma cidade fantasma. "Não houve vapor, nem cor, e então começaram a desabar, porque era calcite muito suave", diz Savage. O ecossistema colorido de Minerva entrou em colapso quando a água quente parou de fluir.
Esse colapso reflectiu-se nos dados de satélite, diz Lawrence. Nas imagens de Landsat de 1998 e 1999, "a quantidade de energia que saía do Terraço de Minerva diminuiu."
Mas nem todas as mudanças eram esperadas. Um caminhante solitário no Jewel Geyser tirou uma foto de pedras a voar por toda parte numa explosão de energia geotérmica. Mas nos dados Landsat, onde os cientistas teriam esperado encontrar mais calor ", a temperatura diminuiu, e depois elevou-se para o valor normal ", diz Lawrence. Até agora não foi efetuada nenhuma medição da temperatura do solo e, portanto, a equipe científica não sabe porque é que tal aconteceu.
O que isto significa para a monitorização em tempo real nesta fase do projeto, diz Lawrence, é que os dados de satélite podem informar os responsáveis pelo Parque quando é que grandes mudanças geotérmicas ocorrem numa determinada área, mas não necessariamente o que está a acontecer, ou exatamente onde. Os pixels térmicos de Landsat utilizados neste estudo têm 120 metros de lado, muito mais do que muitos dos marcos geotérmicos de Yellowstone, muitos dos quais podem ser tão pequenos ou menores do que um metro.
Este tamanho relativamente grande dos pixels é um dos fatores limitantes na utilização do Landsat, diz Savage. Muitos pequenos eventos, como uma pista de caminhada para Beaver Ponds que desapareceu na Narrow Gauge Spring, no verão de 1998, são pequenos demais para aparecer nos dados Landsat.
Apesar destas incertezas, o registo a longo prazo de dados de Landsat, desde 1984, dá aos cientistas pistas de como os eventos geotérmicos podem estar interligados pelo subsolo. Se duas áreas apresentam mudanças similares nos seus padrões, isto sugere que eles podem compartilhar os mesmos canais no subsolo. Embora os locais geotérmicos fora do parque se encontrassem fora do estudo de Lawrence e Savage, usando este tipo de análise, os cientistas podem ser capazes de ver se há - ou não - ligações para as áreas dentro do parque. Por exemplo, duas áreas que se pensava que estavam interligadas, o Norris Geyser Basin e Mammoth Hot Springs, não mostraram tendências semelhantes e por isso não devem estar ligadas no subsolo de forma alguma.
A utilização de satélites para monitorizar mudanças na atividade geotérmica de Yellowstone ainda está no início, diz a geóloga do Parque, Cheryl Jaworowski. "Temos alguns números iniciais, mas muito mais trabalho precisa de ser feito", diz ela, particularmente na diferenciação entre as energias geotérmica e solar, que continua a ser um dos maiores desafios. Uma coisa que ela quer tentar é captar imagens térmicas de Landsat durante a noite para tentar reduzir a quantidade de energia solar que mascara o sinal geotérmico.
Se eles conseguirem resolver esse problema e, talvez, eventualmente, obter dados de alta resolução térmica no futuro, Savage diz que o Landsat será uma ferramenta de monitorização de grande potencial. O novo satélite Landsat, o Landsat Data Continuity Mission será lançado no início de 2013, e tem um novo instrumento térmico que irá adicionar ao registo geotérmico de Yellowstone novas informações na próxima década.

Fonte: Science Daily